Освоение литьевых стержней: улучшение конструкции и качества

Сердце Литье под давлением лежит сердечник пресс-формы, критический компонент, который формирует внутренние характеристики формованного изделия. Понимание основ литьевых сердечников имеет решающее значение для оптимизации как конструкции продукта, так и его качества.

В этой статье рассматриваются фундаментальные аспекты сердечников пресс-форм, изучается их влияние на производственный процесс и производительность конечного продукта. Рассматривая ключевые соображения, такие как выбор материала и стратегии проектирования, мы стремимся предоставить ценную информацию инженерам и производителям, стремящимся достичь наилучших практик в операциях литья под давлением.

Для начала давайте рассмотрим основной процесс литья под давлением.

Базовый процесс литья под давлением включает несколько ключевых этапов, которые преобразуют пластиковые материалы в готовые изделия. Вот упрощенный обзор:

зажим: Процесс начинается с закрытия формы, которая обычно состоит из двух половин. Эти половинки плотно зажимаются вместе для подготовки к впрыску.
Инъекция: Пластиковые гранулы или пеллеты подаются в нагретый цилиндр, где они плавятся. Затем расплавленный пластик впрыскивается в полость формы через сопло, полностью заполняя пространство.
Жилище: Давление применяется для того, чтобы расплавленный пластик заполнил все части полости формы, гарантируя соответствие изделия конструкции формы.
Охлаждение: Форму оставляют остывать, давая возможность пластику затвердеть, приняв форму полости формы.
Открытие формы: После охлаждения половинки формы открываются, чтобы обнажить затвердевшую часть.
Выброс: Выталкивающие штифты или другие механизмы выталкивают готовую деталь из формы, готовую к дальнейшей обработке или упаковке.

Что такое литьевой стержень?

Схема пресс-формы: «ПОЛОСТЬ» обозначена на левой половине, «СЕРДЦЕ» — на правой. Стрелка указывает на синюю подсветку с надписью «ЧАСТЬ» между сердцевиной и полостью.

Стержень литья под давлением — это твердый или подвижный компонент внутри формы, который формирует внутренние особенности или пустоты конечной формованной детали. Он представляет собой форму и геометрию желаемых внутренних особенностей детали, таких как полые части или сложные внутренние структуры.

В чем разница между полостью и стержнем в пресс-форме?

Как ядро, полость является еще одним ключевым компонентом формы в литье пластмасс под давлением, который часто полируется до финишной отделки, представляющей желаемую конечную отделку поверхности детали. Они работают вместе, чтобы сформировать окончательную формованную деталь.

Сердцевина формирует внутренние характеристики, а полость — внешние характеристики детали.

Формовочный сердечник находится в подвижной половине (сторона B), которая часто участвует в процессе выталкивания, а полость находится в неподвижной половине (сторона A), тогда как полость задействована в меньшей степени.

Как изготовить литьевой стержень?

Выбор правильного материала

Выбор материала для сердечника это крайне важно, поскольку он должен выдерживать высокие температуры и давление расплавленного пластика, не деформируясь.

Производительность ядра напрямую влияет не только на качество, но и на эффективность процесса литья под давлением, что позволяет получать детали, соответствующие строгим спецификациям.

Сталь: Высококачественная сталь — популярный выбор благодаря своей прочности и износостойкости, что делает ее идеальной для крупносерийного производства. Она включает такие типы, как нержавеющая сталь, P20 и H13.
Алюминий: Алюминий, известный своей легкостью и способностью быстро нагреваться и остывать, часто используется для изготовления прототипов инструментов или мелкосерийного производства.
Сплавы бериллия и меди: Используется в областях формы, требующих быстрого отвода тепла, или в частях формы со сложной геометрией.
Предварительно закаленная сталь: Экономически эффективный вариант, используемый в менее требовательных приложениях; не требует дополнительной термической обработки.
Инструментальная сталь: Для работ с высоким износом используются инструментальные стали типа D2 или A2, обеспечивающие прочность и долговечность.

Производственный процесс и точность

Передовые технологии обработки, такие как фрезерование на станках с ЧПУ и электроэрозионная обработка (ЭЭО), играют важную роль в достижении высокого уровня точности, необходимого для сердечников.

Фрезерование с ЧПУ: Обеспечивает точность благодаря обработке под управлением компьютера.
EDM: Используется для сложных деталей и геометрических форм.

Как сердечник пресс-формы влияет на качество продукции?

Изменчивость качества стержней и форм при литье под давлением может быть обусловлена несколькими факторами, которые влияют на производительность и однородность отлитых деталей:

Причина	Описание
Сдвиг ядра	Несоосность сердечника пресс-формы во время впрыска, приводящая к неточностям размеров.
Прилипание	Стержень остается застрявшим в детали во время выталкивания, часто из-за недостаточного угла наклона или чрезмерного трения.
Деформация	Размерные искажения вызваны деформацией сердечника под воздействием высоких температур и циклов давления.
Трещины или поломки	Повреждение сердечника происходит из-за напряжений и давлений, часто возникающих из-за использования менее прочных материалов.
Износ	Истирание и эрозия в результате постоянного использования приводят к снижению качества поверхности и размерной целостности.
Проблемы с охлаждением	Неэффективное охлаждение или передача тепла приводит к увеличению продолжительности цикла и потенциальной деформации или изменению размеров.
Проблемы с вентиляцией	Недостаточная вентиляция, которая приводит к скоплению воздуха и газов, что приводит к появлению поверхностных дефектов, пустот или неполному заполнению деталей.
Разнообразие материалов и дизайна	Изменчивость свойств материалов и сложность конструкции влияют на срок службы и производительность пресс-формы.
Проблемы технического обслуживания	Отсутствие регулярного технического обслуживания приводит к таким проблемам, как коррозия, загрязнение или износ, что влияет на производительность пресс-формы и качество продукции.

Что такое угол уклона?

Угол наклона, о котором мы упоминали в предыдущем разделе, относится к небольшому конусу, который наносится на вертикальные поверхности детали при литье под давлением. Этот конус помогает детали легко извлекаться из формы, не вызывая повреждений.

Обычно для большинства деталей рекомендуется угол наклона от 1 до 2 градусов, а для более глубоких или текстурированных поверхностей требуются большие углы наклона.

Существуют положительные и отрицательные углы уклона. Положительный уклон означает, что угол больше опорного угла, что облегчает извлечение детали. Отрицательный уклон может усложнить конструкцию пресс-формы, поскольку может потребоваться разделение пресс-формы на несколько частей для извлечения детали.

Как выбрать размещение стержня и полости при литье под давлением?

Схема, показывающая полость формы и стержень, между которыми выталкивается деталь.

Что влияет на размещение стержня и полости?

На размещение стержня и полости при литье под давлением влияют несколько ключевых факторов:

Деталь Дизайн

Сложность и геометрия детали, включая такие особенности, как отверстия и углубления, диктуют размещение сердечников и полостей. Выступающие элементы обычно требуют сердечников, в то время как углубленные элементы формируются полостями.

Свойства материала

Расположение сердечника и полости в форме зависит от скорости усадки материала, характеристик текучести и скорости впрыска. Если у материала низкая скорость усадки, может быть сложно гарантировать, что деталь останется на стороне с выталкивающими штифтами, что потребует специальных корректировок конструкции.

Хотя большинство пластиков дают значительную усадку, важно понимать, как свойства материала могут повлиять на размещение сердечника и полости.

Схема системы выброса

После этапа охлаждения, когда форма открывается, отлитая под давлением деталь всегда должна оставаться прикрепленной к стороне с выталкивающими штифтами.

Конструкция и форма системы выталкивания влияют на размещение стержня и полости, обеспечивая равномерное и надежное выталкивание детали.

Симметрия и расположение ворот

Литник — это основной канал, по которому расплавленный пластик поступает из литьевой машины в форму. Обычно он идет прямо в форму, но иногда он может идти прямо в полость формы, в этом случае он называется прямым литником.

Питатели — это более мелкие пути, которые ответвляются от литника для распределения расплавленного пластика по разным частям формы. Такая установка позволяет производить несколько деталей одновременно, что экономически эффективно, особенно для небольших изделий.

Литники — это небольшие отверстия, через которые пластик поступает в полость формы из литников. Они уже литников и помогают контролировать поток пластика в форму.